李東篤

(山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業(yè)部，山東 萊蕪 271105)

一、前言

萊鋼小型合金鋼生產(chǎn)線主要生產(chǎn)12～60mm合金鋼圓，年產(chǎn)36萬(wàn)t。自投產(chǎn)以來(lái)，連軋機(jī)組2#、4#機(jī)列出現(xiàn)減速機(jī)打齒、斷軸、軸承損壞、聯(lián)軸器磨損快等缺陷，故障頻率高維修成本大，嚴(yán)重制約該線生產(chǎn)，為此，實(shí)施了針對(duì)性優(yōu)化改造。

二、機(jī)組主要缺陷

(1)原減速機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體剛性差，軸承易損壞、軸肩位置易疲勞斷裂；減速機(jī)內(nèi)支撐筋板偏薄，整體剛度差，殼體嚴(yán)重變形(圖1)。

圖1 改進(jìn)前減速機(jī)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理示意圖

(2)電機(jī)與減速機(jī)之間的彈性柱銷聯(lián)軸器磨損快，誤差補(bǔ)償量較小，磨損后受力不均，尼龍柱銷經(jīng)常被切斷，導(dǎo)致電機(jī)振動(dòng)嚴(yán)重，壽命降低。

(3)減速機(jī)輸出軸聯(lián)軸器允許角位移量小，導(dǎo)致齒面磨損快，使用壽命低，更換維修麻煩。

三、改進(jìn)措施

1.減速機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)(圖2)

(1)改進(jìn)減速機(jī)的傳動(dòng)形式。在傳動(dòng)比、承載載荷不變的情況下，將原結(jié)構(gòu)6級(jí)傳動(dòng)改為4級(jí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，去掉原惰輪軸系。

圖2 改進(jìn)后減速機(jī)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理示意圖

(2)縮短各傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度，增大軸的剛度。其中輸入軸的長(zhǎng)度由1 700mm縮短到1 030mm；原最長(zhǎng)軸1 760mm縮短到1 350mm；減速機(jī)殼體尺寸縮小，整機(jī)剛度大幅提高。

(3)所有齒輪毛坯均采用鍛件，不再采用原焊接結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了正輪抗交變載荷能力。

(4)優(yōu)化設(shè)計(jì)殼體軸承孔的位置，便于加工和精度的提高。

(5)新軸承的最短計(jì)算壽命在3.5年以上，遠(yuǎn)高于原設(shè)計(jì)使用壽命。

(6)潤(rùn)滑系統(tǒng)由機(jī)外潤(rùn)滑改為機(jī)內(nèi)潤(rùn)滑，減少泄漏。

2.電機(jī)與減速機(jī)間聯(lián)軸器的改進(jìn)

原電機(jī)與減速機(jī)之間的聯(lián)軸器的是彈性柱銷式聯(lián)軸器，使用壽命低。

優(yōu)化改進(jìn)后采用鼓形齒式聯(lián)軸器(圖3)。此聯(lián)軸器具有以下特點(diǎn)。

(1)承載能力強(qiáng)，規(guī)格相同時(shí)比原聯(lián)軸器承載能力提高15%～20%。

(2)角位移補(bǔ)償量大。鼓形齒式聯(lián)軸器的許用角位移為1.5°，而原聯(lián)軸器許用補(bǔ)償量?jī)H為徑向0.15～0.25mm，角向0.5°。

(3)鼓形齒面使內(nèi)、外齒的接觸條件得到改善，齒面磨損慢，降低了噪聲，維修周期長(zhǎng)。

(4)外齒套齒端呈喇叭形狀，使內(nèi)、外齒裝拆十分方便。

(5)傳動(dòng)效率高達(dá)99.7%。

3.減速機(jī)與軋機(jī)間萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器的改進(jìn)

原使用的是GSL-Z355型齒式聯(lián)軸器，其與減速機(jī)聯(lián)接處為球面齒，存在以下缺。

(1)允許擺角度小(＜1.5°)，磨損快，壽命低，調(diào)整難度大，操作不便。

(2)由于垂直使用，潤(rùn)滑油容易泄漏造成磨損。

優(yōu)化改進(jìn)將原聯(lián)軸器的上部齒式聯(lián)接方式改為萬(wàn)向結(jié)構(gòu) (圖 3)。

改進(jìn)后具有以下優(yōu)點(diǎn)。

(1)允許折角增大為2.5～5°，完全滿足正常生產(chǎn)要求。

(2)減少了漏油現(xiàn)象，解決了潤(rùn)滑不良的問(wèn)題。

(3)安裝簡(jiǎn)單，使用方便，故障較少。

圖3 改進(jìn)后萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器

四、結(jié)論

通過(guò)對(duì)連軋2#、4#主傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造，運(yùn)行3年多以來(lái)，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，備件維修費(fèi)用、維修工作量明顯降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著，為該軋線的穩(wěn)定順行和產(chǎn)能的提升提供可靠的設(shè)備保證。

[1] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，北京: 化學(xué)工業(yè)出版社， 2002.

[2] 文斌. 聯(lián)軸器設(shè)計(jì)選用手冊(cè)[M]， 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[3] 李曼云. 小型型鋼連軋生產(chǎn)工藝與設(shè)備[M], 北京: 冶金工業(yè)出版社, 1999.